Am 25. Mai 2021 wurde in Nature Communications eine Studie veröffentlicht, in der Forscher gezeigt haben, wie die Verwendung bestimmter Verbindungen bei der Regeneration von Muskelzellen von Mäusen helfen kann. Dies kann durch die Aktivierung von Muskelzellvorläufern, auch myogene Vorläufer genannt, geschehen. Diese Studie ist auf den Menschen anwendbar und die Forschung liefert Einblicke in die zugrunde liegenden Mechanismen, die dem Muskelwachstum und der Regeneration zugrunde liegen. Dies könnte eines Tages sowohl Sportlern als auch älteren Menschen helfen, sich zu regenerieren Gewebe effektiver, wie Salk-Professor Juan Carlos Izpisua Belmonte, ebenfalls Hauptautor des Artikels, sagt. Ihre Studie enthüllt bestimmte Faktoren, die die Muskelregeneration und auch den Mechanismus beschleunigen können. Die in der Studie verwendeten Verbindungen werden oft Yamanaka-Faktoren genannt, nach dem japanischen Wissenschaftler, der sie entdeckt hat. Yamanaka-Faktoren sind eine Kombination von Proteinen (Transkriptionsfaktoren genannt), die steuern, wie DNA kopiert wird, um sie in andere Proteine zu übersetzen. In der Laborforschung werden sie verwendet, um spezialisierte Zellen, wie Hautzellen, in stammzellenähnlichere Zellen umzuwandeln, die pluripotent sind, das heißt, sie haben die Fähigkeit, sich in viele verschiedene Zelltypen zu entwickeln.
Der Hauptautor Chao Wang, ein Postdoktorand im Labor von Izpisua Belmonte, behauptete, dass Forschungslabore zuvor gezeigt hätten, dass diese Faktoren Zellen verjüngen und die Geweberegeneration bei lebenden Tieren fördern können. Aber wie dies geschieht, war bisher nicht bekannt. Die Muskelregeneration erfolgt durch Muskelstammzellen und Satellitenzellen, die sich in einer Nische zwischen einer Schicht aus Bindegewebe (Basalmembran) und Muskelfasern (Myofasern) befinden. In dieser Studie verwendete das Team zwei verschiedene Mausmodelle, um die muskelstammzellenspezifischen oder nischenspezifischen Veränderungen nach der Zugabe von Yamanaka-Faktoren zu identifizieren. Sie konzentrierten sich auf jüngere Mäuse, um die Auswirkungen altersunabhängiger Faktoren zu untersuchen.
Im spezifischen Myofasermodell stellten sie fest, dass die Zugabe von Yamanaka-Faktoren die Muskelregeneration bei Mäusen beschleunigte, indem sie die Konzentration eines Proteins namens „Wnt4“ in der Nische reduzierte, was wiederum Satellitenzellen aktivierte. Im Modell aktivierten Yamanaka-Faktoren keine Satellitenzellen und verbesserten die Muskelregeneration nicht, was darauf hindeutet, dass Wnt4 eine entscheidende Rolle bei der Muskelregeneration spielt. Kürzlich wurde eine neuartige Genbearbeitungstechnologie entwickelt, die verwendet werden könnte, um die Muskelregeneration nach Verletzungen zu beschleunigen und die Muskelfunktion zu verbessern. Forscher teilten mit, dass sie diese Technologie möglicherweise verwenden könnten, um die Wnt4-Konzentration in den Skelettmuskeln direkt zu senken oder die Kommunikation zwischen Wnt4 und Muskelstammzellen zu blockieren.
